О бифуркации решения задачи Ферма — Штейнера при $1$-параметрической вариации границы в $H(\mathbb{R}^2)$
А. М. Тропин Московский государственный университет
имени М. В. Ломоносова (г. Москва)
Аннотация:
В данной работе рассматривается задача Ферма — Штейнера в гиперпространствах с метрикой Хаусдорфа. Если
$X$ — метрическое пространство, и фиксировано непустое конечное подмножество
$\mathcal{A}$ в пространстве непустых замкнутых и ограниченных подмножеств
$H(X)$, то элемент
$K\in H(X)$, на котором достигается минимум суммы расстояний до элементов
$\mathcal{A}$, будем называть астровершиной Штейнера, сеть, соединяющую
$\mathcal{A}$ с
$K$, — минимальной астросетью, а само
$\mathcal{A}$ — границей. В случае ограниченно компактного
$X$ все его элементы являются компактами, а множество астровершин Штейнера непусто. В настоящей статье доказывается критерий того, когда астровершина Штейнера для одноточечных граничных компактов в
$H(X)$ является одноточечной. Кроме того, получена нижняя оценка длины минимальной параметрической сети через длину астросети с одноточечными вершинами, содержащимися в граничных компактах, и изучены свойства границ, для которых достигается точная оценка. Также изучены бифуркации астровершин Штейнера при
$1$-параметрической деформации трехэлементных границ в
$H(\mathbb{R}^2)$, которые иллюстрируют геометрические феномены, отсутствующие в классической задаче Штейнера для точек в
$\mathbb{R}^2$.
Ключевые слова:
задача Ферма — Штейнера, минимальное дерево Штейнера, минимальная параметрическая сеть, минимальная астросеть, аcтровершина Штейнера, астрокомпакт Штейнера, гиперпространство, ограниченно компактное пространство, расстояние Хаусдорфа.
УДК:
514 Поступила в редакцию: 27.07.2021
Принята в печать: 06.12.2021
DOI:
10.22405/2226-8383-2021-22-4-265-288